弾性および塑性領域を対象とした構造教育用ツールの開発

针对弹性和塑性区域的结构教育工具的开发

基本信息

批准号：
19K03042
负责人：
服部宏己
金额：
$ 2.25万
依托单位：
Gifu City Women's College
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

これまでの一連の研究により、近年開発されたデジタル画像相関法(デジタル撮影された微小な変形画像を比較することによって、ひずみ量などを解析し分布を図化する技術、以下DICという)による画像解析値とFEM解析値とを比較し、両者の間に比較的良い相関性があり、DICを構造教育ツールに適用することが可能であることを明らかにしてきた。昨年度（令和3年度）は、実際の建築構造物で扱われる鉄筋コンクリート（鉄筋とコンクリートの複合材料）を想定し、2液性の樹脂材を母材（コンクリートを模したもの）に、アクリルを模擬鉄筋として設置した試験体を用いて、鉄筋コンクリート造を対象とした教育ツールの適用性について検討を行い、RC造の教育ツールにもDICを適用することが可能であることを示した。しかしながら、試験体が小さく、模擬鉄筋内部のひずみ分布の画像が不明瞭であったため、今年度（令和4年度）は、試験体サイズを2倍（高さ：40, 80, 160mm、長さ：360mm（支点間距離：320mm）、奥行き（厚さ）：20mm）にして実験を行った。実験方法はこれまでと同様に単純梁形式とした架構の中央に集中載荷し、弾性範囲に加えて模擬鉄筋の破断時についても検討を行った。その結果、以下の知見を得た。1) 鮮明なDIC解析画像を得るには、ある程度の大きさのひずみ（0.001程度）が必要であると思われる。2) 高さ160㎜試験体において部分的にDICによる解析結果が得られなかった原因として、試験体の厚さが薄く前後面のゆがみ差が生じたためと思われ、ある程度の試験体の厚さを確保する必要があろう。3) 試験体サイズを大きくすることにより、試験体全体および模擬鉄筋内部の破断時の様子を含め、詳細に検討することが可能であると考えられる。これらの結果をまとめ、2023年度日本建築学会大会（近畿）学術講演梗概集に投稿した。

到目前为止，已经进行了一系列研究，并使用数字图像相关方法将图像分析值与FEM分析值进行了比较（通过比较数字照片的微型图像图像来分析失真和图表分布的技术，本文称为DIC），并揭示了两者之间的相对相关性，并且DIC可以适用于结构教育工具。 Last year (2021) we considered reinforced concrete (a composite material of reinforced bars and concrete) that are used in actual building structures, and examined the applicability of educational tools for reinforced concrete construction using a test specimen with acrylic as a base material (imaging concrete) using acrylic as a simulated reinforced bar, indicating that DIC can also be applied to educational tools for RC construction.但是，由于样品很小，并且尚不清楚模拟加固杆内的应变分布的图像，因此（今年2022年），我们进行了实验以使样品尺寸增加一倍（高度：40、80、160 mm，长度：360 mm：360 mm（强度距离：320 mm），深度（厚度）：20 mm）。和以前一样，实验方法集中在简单的梁型结构的中心，除了弹性范围外，还要在损坏模拟加固栏时检查了实验方法。结果，获得了以下发现：1）据信获得一定尺寸的失真（约0.001）才能获得清晰的DIC分析图像。 2）无法获得部分DIC分析的原因导致160mm高度样品可能是因为样品的厚度很薄，并且前表面和后表面之间的变形差异差异，因此有必要确保样品的某些厚度。 3）通过增加样品的大小，可以据信可以详细检查整个样品和模拟加固栏内部的内部状态。这些结果汇总并提交给日本建筑学院（Kinki）的2023年学术讲座摘要。